化学反应工程总结..docVIP

绪论 研究对象是工业反应过程或工业反应器 研究目的是实现工业反应过程的优化 决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件 优化指标——技术指标：反应速率、选择性、能耗 掌握转化率、收率与选择性的概念 工程思维方法 二、化学反应动力学 反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应 基本特征、分析判断 化学反应速率的工程表示 工业反应动力学规律可表示为： 浓度效应——n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程度。 温度效应——E工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程度。 已知两个温度下的反应速率常数k，可以按下式计算活化能E： E——cal/mol，j/mol T——K R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K 三、PFR与CSTR基本方程 理想间歇： 理想PFR： CSTR： 图解法 四、简单反应的计算 n=1,0,2级反应特征 浓度、转化率、反应时间关系式 PFR→CSTR，CSTR→PFR 基本关系式 PFR（间歇） CSTR n=0 n=1 n=2 五、可逆反应 A P 温度效应： 浓度效应： PFR积分式 CSTR：由基本方程导出六、平行反应 A ， 温度效应：温度升高有利于活化能大的反应 浓度效应：浓度升高有利于级数大的反应 计算： 由基本方程PFR、CSTR推出 ①反应器选型与组合优化： 各种情况分析。 β~CA曲线——对应面积=CP β~XA曲线——对应面积=CP/CA0 ②最优加料方式：p193-194 平行反应 P A+B S 七、串联反应 A P S 温度效应：温度升高有利于活化能大的反应（同平行反应） 浓度效应：凡是使增大的因素对串连反应选择率总是不利的。 ①串联反应的计算 PFR CSTR 物料衡算 ②串联反应的最优反应时间、转化率与最大收率 PFR CSTR 八、自催化反应 A＋P P＋P 九、变分子反应 ①空速SV的物理意义与因次 ②膨胀率的定义 ③膨胀因子的物理含义 ④变分子反应中停留时间t与空时τ的大小关系 十、循环反应器的计算 十一、返混 不同年龄的物料相互之间的混合——返混（CSTR） 相同年龄的物料相互之间的混合——混合（间歇反应器） 返混的起因：①空间上的反向流动②不均匀的速度分布 返混的结果：反应器内的浓度变化（） 改善措施：分割——横向分割和纵向分割 和含义 数学期望与方差 无因次方差 CSTR PFR 和 固相反应的计算 微观混合对反应结果的影响 (1) 大于一级的反应，上凹曲线，不利 (2) 小于一级的反应，下凹曲线，有利 (3) 一级反应的情况，线性关系，无关 十二、外部传递过程与内部传递过程 内 容 外 部 传 递 过 程 内 部 传 递 过 程 与反应的关系 串 连 过 程 串-并 连 过 程 传 递 准 数 浓度、 温度 关 系 效 率 因 子 当n=1时， 当n=1时 判 别 方 法 计 算 方 法 ①当 1, 5,外部传递阻力起控制作用。 ②准数判断。当准数，外部阻力影响消除。 ①当1,， 当时，内部阻力影响严重。 ②用实验准数来判断。当准数，内部传递阻力无影响；当准数，内部传递阻力严重。 实 验 方 法 SV不变，改变气速或转速，测定反应速率的变化。 保持实验条件不变，改变催化剂颗粒直径，测定反应速率的变化。 表观动力学 法 说明外部传递阻力起控制作用。 说明内部传递阻力影响严重。 温 度 状 态 改 变 措 施 增大操作线速度 双孔结构，扩孔措施等。 绝热温升 十三、工程思维方法十二、热量传递与反应器的热稳定性 定态条件 热稳定条件 放热曲线与移热曲线，影响因素。多态—A、B、C点的稳定性 临界着火状态与临界着火温度Tig 临界熄火状态与临界熄火温度Tex 最大允许温差  “化学